KR20100010914U - 철도교 신축이음구조 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 철도교의 상부구조물들 사이의 이격공간에 형성된 신축이음구조에 관한 것이다.
본 고안에 의한 철도교 신축이음구보는, 상부구조물들 사이의 이격공간에 개재되어 이격공간을 밀봉하는 봉함재; 상부구조물들의 위에 걸쳐서 위치하고 금속재질로 이루어진 판형상의 덮개판; 상부구조물들과 덮개판의 사이에 위치하고 탄성재질로 이루어진 탄성패드; 및 탄성패드와 덮개판을 관통하여 상부구조물에 직접 나사체결된 앵커볼트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 고안에 따르면, 앵커볼트가 구조물에 직접 나사체결됨으로써, 앵커볼트 체결부위에 유체가 유입될 염려가 없어 온도변화로 인한 구조물 파손의 문제가 없어지는 효과가 있다. 또한 방수층을 형성하여 탄성패드 밑으로 유입된 유체가 앵커볼트 체결부위나 봉함재에 이르는 것을 방지함으로써 신축이음구조의 수명이 크게 향상되는 효과가 있다.
신축이음구조, 신축이음부, 교량, 철도교, 철교

Description

철도교 신축이음구조{EXPANSION JOINT STRUCTURE FOR RAIL ROAD BRIDGE}
본 고안은 구조물사이의 이격공간에 형성된 신축이음구조에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 철도교의 상부구조물들 사이의 이격공간에 형성된 신축이음구조에 관한 것이다.
일반적으로 건축물, 토목현장, 터널 또는 교량 등과 같은 구조물은 지반 높이의 변화 또는 온도변화에 따른 구조물의 신축에 대응할 수 있도록 하고, 구조물의 시공과정에서의 시공의 용이성을 위하여 신축이음부를 두고 있다.
일반적인 신축이음부는 구조물 사이에 탄성재질의 봉함재를 위치시키고, 구조물 사이의 이격공간을 판형의 강재인 덮개판으로 덮으며, 덮개판의 일측에 관통하여 위치하는 앵커볼트를 이용하여 덮개판을 고정하는 구조를 가지고 있다.
과거에는 앵커볼트를 구조물에 고정하기 위하여 앵커볼트와 구조물의 사이에 경화제를 충지하는 방법을 사용하였다. 이러한 방법은 경화제를 사용하여 앵커볼트를 고정하기 때문에 경화제가 경화되는 시간을 기다려야 하기 때문에 시공이 시간이 길어지는 단점이 있으며, 경화시간 동안에 외력 등에 의하여 앵커볼트가 기울어지는 문제가 발생할 수 있기 때문에 시공에 많은 어려움이 있었다.
도 3은 이러한 문제를 해결하기 위한 종래의 앵커볼트의 체결상태를 나타내는 도면이다. 종래의 앵커볼트(200)는 아래로 갈수록 직경이 커지는 쐐기형상의 몸체(210)의 외부에 수개로 분할된 철편(222)을 포함하는 슬리브(220)가 위치하여, 몸체(210)의 상승과 함께 철편(222)이 벌어져서 구조물(100)에 걸리도록 함으로써 고정하는 구조이다.
그러나 이러한 종래의 구조에서는 앵커볼트(200)와 구조물(100)의 사이에 수분이 유입될 수 있는 빈 공간(300)이 많으며, 유입되는 수분의 양도 많다. 따라서 기온의 변화에 따른 팽창량도 크기 때문에 구조물(100)이 파손되는 경우가 자주 발생하는 문제가 있다.
본 고안은 상기 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 앵커볼트 체결부에 물이 유입되는 것을 방지한 철도교 신축이음구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 의한 철도교 신축이음구보는, 상부구조물들 사이의 이격공간에 개재되어 이격공간을 밀봉하는 봉함재; 상부구조물들의 위에 걸쳐서 위치하고 금속재질로 이루어진 판형상의 덮개판; 상부구조물들과 덮개판의 사이에 위치하고 탄성재질로 이루어진 탄성패드; 및 탄성패드와 덮개판을 관통하여 상부구조물에 직접 나사체결된 앵커볼트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
앵커볼트가 상부구조물에 직접 나사체결되기 때문에 앵커볼트가 체결된 부위에 빈공간이 적고, 유체가 유입되기 매우 어려운 구조이다.
이때 앵커볼트는 상부구조물에 체결되는 나사산이 이격된 간격을 가지고 형성된 몸체와, 몸체에 일체로 형성되어 덮개판에 형성된 삽입홈에 위치하면서 덮개판을 고정하는 헤드를 포함하여 구성되며; 헤드와 삽입홈 사이의 공간에 채워진 밀봉재를 더 포함하는 것 이 좋다.
앵커볼트의 헤드를 덮개판에 형성된 삽입홈 내부에 위치시킴으로써 헤드가 돌출되어 파손될 위험을 줄이고, 헤드가 위치하는 삽입홈에 밀봉재를 충진하여 헤드가 체결된 부위를 통해서 유체가 유입되는 것을 막는다.
나사산 사이에 이격된 간격은 0.6~0.8㎝ 범위인 것이 좋으며, 나사산의 표면에 진행방향을 따라서 절삭홈이 형성되는 것이 바람직하다.
앵커볼트와 상부구조물의 사이에 그리스를 충진함으로써, 유체의 유입 방지 효과를 높이는 것이 좋다.
탄성패드가 덮인 상부구조물들의 양쪽 끝부분에 횡방향으로 홈을 형성하고 흡습제 등을 채운 방수층을 형성하여, 유체의 유입을 미연에 방지할 수 있다.
본 고안에 따르면, 앵커볼트가 구조물에 직접 나사체결됨으로써, 앵커볼트 체결부위에 유체가 유입될 염려가 없어 온도변화로 인한 구조물 파손의 문제가 없어지는 효과가 있다.
또한 방수층을 형성하여 탄성패드 밑으로 유입된 유체가 앵커볼트 체결부위나 봉함재에 이르는 것을 방지함으로써 신축이음구조의 수명이 크게 향상되는 효과가 있다.
본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1과 도 2는 본 고안에 따른 철교 신축이음구조의 구조를 나타내는 단면도이다.
본 고안은 철교의 신축을 수용할 수 있도록 이격된 상부구조물들(100a, 100b))의 이격공간에 형성되며, 봉함재(10), 덮개판(20), 탄성패드(30), 앵커볼트(40) 및 방수층(50)을 포함하여 구성된다.
봉함재(10)는 적절한 신축한계를 가지고 있어 소정의 구조적 변형을 수용할 수 있으며, 구조물에서 발생하는 수평, 수직의 거동과 전단 또는 회전 거동을 수용할 수 있는 재질로 이루어진다. 봉함재(10)는 상부구조물들(100a, 100b) 사이의 이격공간에 접착제를 이용하여 접착되며, 양측면에 접착제를 함유할 수 있는 다수의 홈이 횡방향으로 형성된다. 봉함재(10)는 상부구조물들(100a, 100b) 사이의 이격공간을 밀봉하여 누수가 발생하는 것을 방지할 뿐만 아니라 이물질이 누적되는 것을 방지하는 기능을 한다.
덮개판(20)은 상부구조물들(100a, 100b)에 걸쳐서 위치하면서 상부구조물들(100a, 100b) 사이의 이격공간을 위에서 덮는 역할을 하는 금속재질의 판재이다.
탄성패드(30)는 덮개판(20)과 상부구조물들(100a, 100b)의 사이에 위치하는 탄성재질의 부재이며, 덮개판(20)과 상부구조물들(100a, 100b) 사이에서 완충작용을 한다. 나아가 덮개판(20)과 상부구조물들(100a, 100b)에 밀착되어 위치함으로써, 덮개판(20)과 상부구조물들(100a, 100b) 사이에 유체 등의 이물질이 유입되는 것을 막는다.
앵커볼트(40)는 덮개판(20)과 탄성패드(30)의 일측을 관통하여 상부구조물들(100a, 100b) 중에 하나의 상부구조물(100a)에 체결됨으로써, 덮개판(20)을 고정하는 역할을 한다. 덮개판(20)은 앵커볼트(40)가 일측에 체결됨으로써 상부구조물(100a)에 고정되면서도, 타측은 고정되지 않기 때문에 상부구조물들(100a, 100b)의 이동에는 영향을 받지 않는다.
앵커볼트(40)는 도 1에 도시된 것과 같이 상부구조물(100a)에 미리 형성된 타공부(110)에 직접 나사체결된다. 앵커볼트(40)가 상부구조물(100a)에 직접 나사체결되기 때문에, 도 2에 도시된 것과 같이 앵커볼트(40)와 상부구조물(100a)의 사이에는 빈 공간이 거의 없다. 또한 나사체결의 특성상 수분의 유입이 매우 어렵다. 따라서 앵커볼트(40) 체결부위에 유입된 수분의 팽창에 의하여 상부구조물(100a)에 파손이 발생할 가능성이 매우 낮다. 나사체결이 쉽도록 앵커볼트(40)의 몸체(41)에 형성된 나사산(42)은 촘촘하게 형성되지 않고 서로 이격되도록 형성된다. 나사산(42) 사이에 이격된 간격은 06~0.8cm의 범위이며, 가장 바람직한 간격은 0.7cm이다. 그리고 나사산(42)의 절삭력을 향상시키기 위하여, 나사산(42)의 표면에는 나사산 진행방향을 따라서 절삭홈(43)들이 형성된다. 이러한 절삭홈(43)은 나사산(42)의 끝부분에 나사산 진행방향을 따라서 요철이 형성된 것으로, 절삭작용이 주로 일어나는 곳은 몸체(41)의 하단부에 가까운 부분이므로 이 부분에만 절삭홈(43)을 형성하여 가공의 경제성을 높일 수 있다. 자세하게는 나사산(42)이 3 내지 4회전하는 부분까지만 절삭홈(43)을 형성할 수 있다.
앵커볼트(40)는 체결 또는 해제를 위해서 몸체(41)에 일체로 헤드(45)가 구비된다. 헤드(45)는 공구 등을 이용하여 나사체결이 가능하도록 다각형으로 제작되는 부분이며, 덮개판(20)에 형성된 삽입홈(22)에 위치하여 덮개판(20)의 위로 돌출되지 않도록 한다. 헤드(45)가 위치하는 삽입홈(22)에 밀봉재(60)를 충진하여, 앵커볼트(40)가 덮개판(20)을 관통하는 부분으로 수분 등이 유입되는 것을 방지한다.
앵커볼트(40)가 직접 나사체결되어 수분의 유입이 매우 어렵지만, 유입방지 효과를 높이기 위하여 앵커볼트(40)와 상부구조물(100a)의 사이에 그리스(grease)를 충진할 수 있다. 점도가 높은 그리스를 충진하면 수분이 유입될 가능성은 더욱 낮아진다.
방수층(50)은 탄성패드(30)가 덮인 상부구조물들(100a, 100b)의 양쪽 끝부분에 횡방향으로 홈을 파고 흡습제 등을 채워, 탄성패드(30)와 상부구조물들(100a, 100b) 사이로 유입된 유체가 앵커볼트(40) 또는 봉함재(10)에 이르지 못하도록 방지하는 부분이다. 탄성패드(30)는 탄성재질로 이루어져 상부구조물들(100a, 100b)에 밀착되기 때문에 유체의 유입이 어렵지만, 장기간에 걸쳐 유체가 유입되는 것을 막을 수는 없다. 따라서 탄성패드(30)로 덮인 상부구조물들(100a, 100b)의 표면에 홈을 파고 방수층(50)을 형성하여, 유체가 유입되어 앵커볼트(40)나 봉함재(10)에 이르게 될 확률을 크게 감소시킬 수 있다.
이상에서는 본 고안을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나 본 고안은 상술한 실시예에만 국한되는 것은 아니며, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안의 기술적 사상을 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 고안의 권리범위는 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 첨부된 특허청구범위에 의해 정해지는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1과 도 2는 본 고안에 따른 철교 신축이음구조의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3은 종래의 앵커볼트의 체결상태를 나타내는 도면이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10: 봉함재 20: 덮개판
22: 삽입홈 30: 탄성매트
40: 앵커볼트 41: 몸체
42: 나사산 45: 헤드
50: 방수층 60: 밀봉재
100, 100a, 100b: 상부구조물

Claims (6)

  1. 분리된 상부구조물들(100a, 100b) 사이에 형성되는 신축이음구조로서,
    상기 상부구조물들(100a, 100b) 사이의 이격공간에 개재되어 이격공간을 밀봉하는 봉함재(10);
    상기 상부구조물들(100a, 100b)의 위에 걸쳐서 위치하고 금속재질로 이루어진 판형상의 덮개판(20);
    상기 상부구조물들(100a, 100b)과 상기 덮개판(20)의 사이에 위치하고 탄성재질로 이루어진 탄성패드(30); 및
    상기 탄성패드(30)와 상기 덮개판(20)을 관통하여 상기 상부구조물(100a)에 직접 나사체결된 앵커볼트(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도교 신축이음구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 앵커볼트(40)가 상기 상부구조물(100a)에 체결되는 나사산(42)이 이격된 간격을 가지고 형성된 몸체(41)와, 상기 몸체(41)에 일체로 형성되어 상기 덮개판(20)에 형성된 삽입홈(22)에 위치하면서 상기 덮개판(20)을 고정하는 헤드(45)를 포함하여 구성되며;
    상기 헤드(45)와 상기 삽입홈(22) 사이의 공간에 채워진 밀봉재(60)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철도교 신축이음구조.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 나사산(42) 사이의 이격된 간격이 0.6~0.8㎝ 범위인 것을 특징으로 하는 철도교 신축이음구조.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 나사산(42)들 중 하부 나사산의 표면에 나사산 진행방향을 따라서 절삭홈(43)이 형성된 것을 특징으로 하는 철도교 신축이음구조.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 앵커볼트(40)와 상기 상부구조물(100a)의 사이에 충진된 그리스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철도교 신축이음구조.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄성패드(30)가 덮인 상기 상부구조물들(100a, 100b)의 양쪽 끝부분에 횡방향으로 홈을 형성하고 흡습제 등을 채운 방수층(50)이 형성된 것을 특징으로 하는 철도교 신축이음구조.
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